管桁架,是指用圓桿件在端部相互連接而組成的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的開(kāi)口截面(H型鋼和I字鋼)鋼桁架相比,管桁架結(jié)構(gòu)截面材料繞中和軸較均勻分布,使截面同時(shí)具有良好的抗壓和抗彎扭承載能力及較大剛度。這種鋼構(gòu)不用節(jié)點(diǎn)板,構(gòu)造簡(jiǎn)單,制作安裝方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、屋蓋剛度大??臻g三角形鋼管桁架在受到豎向均布荷載作用的時(shí)候,表現(xiàn)出腹桿抗剪、弦桿抗彎的受力機(jī)理。弦桿軸力的主要影響因素是截面的高度,而豎面斜腹桿軸力的主要影響因素是豎面腹桿與豎直線的傾角。水平腹桿在豎向荷載作用下的受力較小,但是如果受到明顯的扭矩作用的話,必須考慮適當(dāng)加大其截面尺寸。
對(duì)于空間三角形鋼管桁架而言,當(dāng)確定了截面高度、上弦寬度以及節(jié)間長(zhǎng)度后可確定一種截面形狀。隨著上弦寬度的變化,弦桿的內(nèi)力基本上保持不變,但是腹桿和跨中撓度都有顯著的變化。上弦寬度的增加,造成豎面腹桿的傾角相應(yīng)增加,豎面腹桿的軸力在持續(xù)增加,傳遞到水平面上垂直腹桿的力也在增加。同時(shí),豎面腹桿軸力的增加也造成了桿件剪切變形的增加,反映到結(jié)構(gòu)即是結(jié)構(gòu)跨中撓度的增加。在截面彎矩不變的情況下,上下弦桿的內(nèi)力也僅僅是當(dāng)截面高度有變化的時(shí)候,才會(huì)發(fā)生較大幅度的變化,跟其它的截面參數(shù)沒(méi)有關(guān)系。同時(shí)隨著截面高度的增加,由于傾角的減少,腹桿的軸力表現(xiàn)持續(xù)的減少,而由于彎曲變形和剪切變形的減少,跨中的撓度也逐漸變小。截面高度是影響構(gòu)件選擇尤其是弦桿選擇的一個(gè)非常重要的因素,其對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響遠(yuǎn)大于其它因素。節(jié)間長(zhǎng)度的大小會(huì)直接導(dǎo)致腹桿夾角的改變。改變節(jié)間長(zhǎng)度以后,弦桿的內(nèi)力略有變化,同時(shí)腹桿的軸力有了相應(yīng)的變化。隨著節(jié)間長(zhǎng)度的增加,豎面腹桿的傾角相應(yīng)增加,所以豎面腹桿的軸力在持續(xù)加大,傳遞到水平面上垂直腹桿的力也在增加。跨中撓度隨著節(jié)間長(zhǎng)度的增加呈減少的趨勢(shì),.后趨于穩(wěn)定。從中可以看出,如果腹桿布置過(guò)密,對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度沒(méi)有起到積極的作用,反而加大了跨中撓度。節(jié)間長(zhǎng)度也并非是越大越好,為了..腹桿與弦桿的連接的可靠,一般的傾角控制在35°~55°之間。
管桁架結(jié)構(gòu)因具有造型美觀、制作安裝方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、屋蓋剛度大、經(jīng)濟(jì)效果好等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于公共建筑中。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須把握管桁架的受力特點(diǎn),才能設(shè)計(jì)出..可靠、經(jīng)濟(jì)美觀的管桁架項(xiàng)目。
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